Il variometro come “rilevatore di termiche” è sempre più di moda

Il presente articolo non è concepito né come pubblicità occulta di determinati prodotti né come una recensione dettagliata. I quattro sistemi presentati sono stati sviluppati in Svizzera o nella vicina regione della Germania meridionale e da lì venduti prevalentemente tramite vendita diretta su negozi online. L’autore utilizza regolarmente due dei quattro prodotti e ne conosce quindi bene l’utilizzo.

Negli anni Venti del secolo scorso, in Germania si scoprì l’esistenza delle correnti termiche come fonte di portanza nel volo a vela con equipaggio. Parallelamente, si riuscì a sviluppare uno strumento di misura per indicare la velocità di discesa o di salita. Nel 1928, sulla Wasserkuppe, il volo a vela subì una vera e propria rivoluzione grazie alle nuove conoscenze acquisite e il record di quota esistente fino ad allora fu più che raddoppiato. A ciò si aggiunsero ben presto anche voli di distanza su tragitti molto lunghi. La ragione di ciò fu la disponibilità del nuovo strumento, il variometro, che indicava in modo affidabile al pilota le zone con correnti ascensionali o termiche, consentendo così di individuare con sicurezza i campi di correnti ascensionali.

Nel modellismo aeronautico, il variometro ha fatto la sua comparsa solo circa 20 anni fa, di pari passo con la miniaturizzazione dell’elettronica. Microcontrollori a basso consumo, sensori di pressione ad alta precisione e moduli di trasmissione molto piccoli hanno reso possibile la trasmissione radio del segnale del variometro al pilota del modello.

L’integrazione della telemetria nei sistemi RC ha portato a un’ulteriore diffusione dei variometri. Infatti, improvvisamente era disponibile un canale di trasmissione radio completo con riproduzione dei dati sul trasmettitore, che richiedeva solo un sensore adeguato nel modello di volo. Parallelamente ai prodotti ad alte prestazioni sono nate anche numerose soluzioni economiche. Queste, con la loro limitata gamma di funzioni, sono adatte principalmente alla determinazione dell’altitudine di volo e forniscono solo dati approssimativi, che difficilmente consentono un centraggio preciso all’interno di un tubo termico.

Le informazioni che seguono si riferiscono esclusivamente a sistemi moderni, che rappresentano lo stato dell’arte della tecnologia.

In realtà, il sensore di pressione misura solo la variazione barometrica della pressione atmosferica all’interno o all’esterno dell’aereo. Da questo dato si calcolano la velocità di salita o di discesa e, di conseguenza, anche l’altitudine rispetto al suolo. Che la portanza si generi su un pendio o in una termica non ha alcuna importanza. La risoluzione dei valori misurati è di pochi centimetri ed è quindi estremamente precisa. Al decollo, l’altitudine viene solitamente «azzerata» e l’indicazione dell’altitudine si riferisce al luogo di decollo. In caso di forti variazioni della pressione atmosferica durante un volo prolungato (ad esempio in vista di un temporale), il valore dell’altitudine può risultare leggermente alterato. Pertanto, un’altitudine di atterraggio segnalata di –4 m non comporta affatto un danno totale, ma richiede solo un po’ di ragionamento da parte del pilota. I variometri di fascia alta dispongono addirittura di due sensori di pressione. Il sensore collegato alla sonda di misurazione rileva la velocità di salita o di discesa, mentre il secondo sensore serve esclusivamente a determinare l’altitudine di volo. La misurazione dell’altitudine risulta così meno dipendente dalla velocità di volo (vantaggioso in caso di misurazione con sonda TEK).

Un’ottima velocità di salita può essere causata anche da una cosiddetta “termica da manetta”. L’aereo ha “accumulato” molta energia potenziale grazie a una rapida discesa e ora, tirando la manetta del timone di profondità, viene portato in una ripida salita. In questo caso, la velocità di salita rilevata non è causata dalla corrente ascensionale, cosa che il sensore di pressione non è in grado di rilevare e pertanto indica solo la velocità di salita fisica. Tale effetto va ora compensato tramite la compensazione dell’energia totale (TEK), in modo che al pilota venga trasmessa solo la velocità di salita causata dalla corrente ascensionale o discensionale. A tal fine esistono sonde di misurazione TEK appositamente costruite, che, a causa delle loro dimensioni e del loro peso, vengono utilizzate principalmente su alianti di grandi dimensioni.

Alcuni sistemi autonomi trasmettono il segnale Varioton via radio sulla banda dei 70 cm a un semplice ricevitore radio e da lì all’«auricolare» del pilota. In questo modo si mantiene il contatto visivo con il modello e, in caso di volo ad altitudini elevate, si evita di perdere di vista il modello a causa della lettura dei valori sul display del trasmettitore. I sistemi moderni forniscono anche ulteriori informazioni vocali, che possono essere richiamate in modo mirato tramite un interruttore aggiuntivo sul trasmettitore. Soglie di allarme aggiuntive segnalano immediatamente condizioni pericolose nel modello in volo, come ad esempio una tensione del ricevitore al di sotto del limite minimo. È possibile trasmettere anche ulteriori dati quali l’energia residua nella batteria, il tempo di volo, l’altezza di salita totale e molto altro ancora.

Grazie al sensore GPS, è possibile determinare e registrare costantemente le coordinate dell’aeromobile nello spazio tridimensionale. Ciò consente anche di generare allarmi in caso di superamento dell’altitudine o della distanza prestabilite. In caso di atterraggio fuori campo non pianificato, le ultime coordinate trasmesse relative alla posizione dell’aeromobile risultano molto utili. Soprattutto se tali dati sono memorizzati anche nel trasmettitore (come avviene solitamente nei variometri integrati nella telemetria). I dati possono quindi essere inseriti in un sistema di navigazione portatile per veicoli già in uso, consentendo così una ricerca mirata del modello smarrito.

Come nel caso del volo con equipaggio, in caso di atterraggio con effetto di deformazione i dati di volo del modello sono molto utili per individuare le cause. I moderni sistemi di telemetria o i variometri registrano questi valori a brevi intervalli su una piccola scheda di memoria (formato micro SD), da cui possono essere comodamente trasferiti su un PC per la successiva analisi. La capacità di una scheda di questo tipo è di diversi gigabyte, il che consente spesso di memorizzare ben oltre mille ore di volo.

*Hermann Mettler*

In occasione del simposio NOS del 14 dicembre 2013 presso il Technorama di Winterthur, il tema del variometro sarà approfondito in una relazione.

Stazione base a terra (posteriore), moduli di volo e modulo GPS opzionale con sensore GPS (anteriore). Breve descrizione: sistema digitale autonomo a 2,4 GHz, opzioni: modulo GPS, modulo Bluetooth nella stazione di terra per la trasmissione dei dati a Sky-navigator e all'auricolare wireless.

Nota: prodotto svizzero, adatto a fusoliere strette, espandibile in modo modulare.

Vendita tramite il proprio negozio online: www.flightgadgets.ch

Alloggiamento piccolo e robusto con scheda SD inserita e modulo trasmettitore esterno a 433 MHz. Breve descrizione:

Sistema compatto, robusto e poco ingombrante, può funzionare in modo autonomo (con modulo a 433 MHz) o integrato (attualmente con Robbe/Futaba), scheda SD, opzioni: due sensori di pressione, sonda TEK. Nota: configurazione possibile tramite PC con connessione USB, leggero e molto robusto, sviluppo e assistenza a cura di Renschler Instruments di Stoccarda.

Vendita tramite il proprio negozio online: www.thommys.com

LinkVario con ricevitore, sensore GPS, sensore di velocità Pitot e sensore di temperatura, oltre a sensore di corrente e tensione e ugello TEK. Breve descrizione:

Integrato nel sistema Weatronic RC, ingombro ridotto, leggero e a basso consumo energetico; opzioni: due sensori di pressione, sonda TEK, modulo GPS, sensore esterno di corrente e tensione, sensore di velocità Pitot, sensore di temperatura; interfaccia Bluetooth con Sky-navigator e auricolare wireless

Nota: fascia di prezzo piuttosto alta, integrazione senza compromessi nella telemetria, portata del canale di ritorno molto ampia, registrazione dati molto completa nel trasmettitore su scheda SD, richiede il sistema Weatronic, Vario sviluppato da WSTech.

Vendita tramite il proprio negozio online e rivenditori specializzati: www.weatronic.com.

LinkVario di WSTech con sensore GPS, sensore di velocità Pitot e sensore di temperatura, oltre a sensore di corrente e tensione e ugello TEK. Breve descrizione:

CS DataVario con trasmissione radio autonoma a 433 MHz; LinkVario con integrazione in Jeti; Graupner-HOTT e Multiplex, M-Link per Multiplex e ACT; opzioni: due sensori di pressione, sonda TEK, modulo GPS; sensore esterno di corrente e tensione, sensore di velocità Pitot, sensore di temperatura

Nota: attualmente all’avanguardia dal punto di vista tecnologico, buon rapporto qualità-prezzo, sviluppo, vendita e assistenza da un unico fornitore; i LinkVario possono essere convertiti, a pagamento, per funzionare con altri sistemi; ampia gamma di funzioni; CS DataVario con suono molto pulito per i puristi; documentazione completa e, per chi è interessato ai dettagli, informazioni aggiuntive molto esaustive sul sito web.

Vendita tramite il proprio negozio online: http://www.wstech.de

Foto: produttore del rispettivo prodotto